一、 在線全自動(dòng)除垢蒸發(fā)器的效益
蒸發(fā)器主要應(yīng)用于制糖、制鹽、燒堿、制藥、海水淡化、食品、化工等多個(gè)重要的行業(yè)領(lǐng)域。
蒸發(fā)設(shè)備是高能效設(shè)備之一，在制鹽總成本中能源費(fèi)要占其60%，其他行業(yè)成本中能源費(fèi)要占其35%。
嚴(yán)重影響蒸發(fā)器效率，引起能耗高的兩個(gè)因素：
1、為減少結(jié)垢和提高效率，現(xiàn)有的蒸發(fā)工藝采用強(qiáng)制循環(huán)泵、化學(xué)清洗、電磁處理、超聲波處理、水處理藥劑等技術(shù)方法已達(dá)到防垢的目的，但防止污垢仍是熱學(xué)和節(jié)能領(lǐng)域中未得到根本解決的全球性的問(wèn)題。
例如，江西瑪?shù)戮?xì)化學(xué)工業(yè)有限公司的硫酸銨連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶器，其蒸發(fā)量：20t/h，采用2臺(tái)強(qiáng)制循環(huán)泵FJX450、FJX500型，總功率120Kw，每年耗電費(fèi)為90多萬(wàn)元。
例如，核總公司711礦電化廠年產(chǎn)2萬(wàn)噸的燒堿蒸發(fā)器，采用的強(qiáng)制型循環(huán)泵80Kw，仍然3小時(shí)小洗，7小時(shí)大洗。因此，焦點(diǎn)之一是周期性停車清洗和強(qiáng)制循環(huán)泵高耗能對(duì)生產(chǎn)效益的嚴(yán)重影響。
2、加熱管內(nèi)殘留的污垢使傳熱系數(shù)下降30%(甚至所有的加熱管被全部堵死)，這就需要頻繁的周期性停車清洗，從而生產(chǎn)能力至少降低了近一半，且增大了蒸汽消耗和清洗成本。因此，第二個(gè)焦點(diǎn)就是重點(diǎn)研發(fā)流體傳熱面的在線全自動(dòng)清洗除垢保潔技術(shù)。
2004年12月底國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的我國(guó)第一個(gè)《節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃》，計(jì)劃中指出，每百萬(wàn)美元的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗，比世界平均水平高2.4倍，比美國(guó)、歐盟、日本、印度分別高2.5、4.9、8.7、0.43倍，提出的十大保障措施之六是“加快節(jié)能技術(shù)開(kāi)發(fā)、示范、推廣”。《在線全自動(dòng)清洗除垢保潔的先進(jìn)技術(shù)》，不僅自動(dòng)清洗傳熱面除垢防垢、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)電、節(jié)蒸汽效果顯著，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，可持續(xù)運(yùn)行等?！ ?br />
針對(duì)快速長(zhǎng)垢的冷卻器、結(jié)晶器、濃縮蒸發(fā)器、結(jié)晶蒸發(fā)器、蒸餾塔（精餾塔）塔底再沸器、冷凝器等等流體傳熱設(shè)備。我公司科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年研究、開(kāi)發(fā)，終于研制成功，向國(guó)內(nèi)外公開(kāi)的《流體傳熱面自動(dòng)除垢清洗技術(shù)》(簡(jiǎn)稱為：在線全自動(dòng)除垢蒸發(fā)器，專利號(hào)：201120150134.3, 流體傳熱面自動(dòng)除垢裝置，專利號(hào)：201120165562.3)，該高新技術(shù)在線全自動(dòng)除垢過(guò)程中不需要增加任何驅(qū)動(dòng)動(dòng)力及運(yùn)行費(fèi)用，為國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)。這項(xiàng)尖端科研成果的重大突破，將為我國(guó)施行的《節(jié)約能源法》作出卓越的貢獻(xiàn)?！ ?br />
◆在線全自動(dòng)除垢蒸發(fā)器技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了多次原理試驗(yàn)，獲得了很好的效果，同時(shí)已經(jīng)在蒸發(fā)工藝得到廣泛應(yīng)用?！ ?br />
◆在自然循環(huán)蒸發(fā)器的傳熱面在一小時(shí)后鹽垢厚度達(dá)到5.2mm；
◆同樣蒸發(fā)工藝條件下，這種高新技術(shù)的傳熱系數(shù)能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定，比強(qiáng)制循環(huán)作業(yè)下的清潔無(wú)垢時(shí)傳熱面還高15%，運(yùn)行兩小時(shí)后傳熱面提高6倍之多?！ ?br />
◆該高新技術(shù)與美國(guó)公司相比（1995年11月在我國(guó)中鋁公司的傳熱系數(shù)曲線數(shù)據(jù)），我公司擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的《流體傳熱面自動(dòng)除垢清洗技術(shù)》比美國(guó)效率高出3.5倍！是德國(guó)TAPROGGEL REINIGUN公司發(fā)明的膠球在線清洗技術(shù)效率的4.2倍。
二、 在線除垢原理介紹
1. 攪混傳遞強(qiáng)化過(guò)程機(jī)理
液態(tài)化球粒在螺旋流離心力場(chǎng)下富集到傳熱面上，形成了滾動(dòng)、滑移的貼面運(yùn)動(dòng)的基本力學(xué)模型?；瑒?dòng)球粒與壁面之間的收斂間隙在貼壁滾動(dòng)球粒表面與液體之間的粘性摩擦力帶動(dòng)下，又形成的動(dòng)壓液膜，進(jìn)而形成了封閉的攪混渦流，且進(jìn)一步誘發(fā)出兩攪混渦流之間的二次渦流。
攪混渦流擾動(dòng)管內(nèi)壁介質(zhì)，減薄邊界層，既可達(dá)到傳熱強(qiáng)化的效果，又可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)在線清洗。流體自動(dòng)清洗動(dòng)力元件的使用，使管內(nèi)流體相對(duì)于傳熱面的運(yùn)動(dòng)速度變大，雷諾數(shù)相應(yīng)變大，湍流邊劇烈，從而使管內(nèi)壁對(duì)流體傳熱熱阻R1減少，且其在線除垢作用使管內(nèi)壁污垢熱阻R2幾乎為零。據(jù)此，傳熱過(guò)程的總熱阻R顯著減少，傳熱系數(shù)K值極大，即提高170%，蒸汽耗量明顯降低15%，耗電量降低90%，設(shè)備投資成本總降低8～15%。 這些渦流在傳熱面法向的分速度穿越邊界層，對(duì)傳熱面的質(zhì)量傳遞率的貢獻(xiàn)，遠(yuǎn)大于無(wú)球粒滾動(dòng)攪混時(shí)的上升流和下掃流。加上球?；瑒?dòng)對(duì)傳熱面的邊界層連續(xù)擾動(dòng)，明顯地優(yōu)于傳統(tǒng)流態(tài)化的粒子對(duì)傳熱面的隨機(jī)碰撞強(qiáng)化。
2. 自動(dòng)防垢過(guò)程機(jī)理
由于高效的球粒貼面運(yùn)動(dòng)攪混傳遞強(qiáng)化，一方面減小了過(guò)飽和溶液中懸浮微晶沉積到傳熱面成為晶核的幾率，另一方面使得傳熱面滯流層的溫度梯度明顯下降，過(guò)飽和度顯著下降，加上球粒的連續(xù)滑移擾動(dòng)，有效地抑制結(jié)晶的生長(zhǎng)過(guò)程實(shí)現(xiàn)防垢。因此，防垢機(jī)理本質(zhì)上是傳遞強(qiáng)化過(guò)程的必然結(jié)果。
3. 自動(dòng)除垢過(guò)程機(jī)理
高效的球粒貼面運(yùn)動(dòng)攪混傳遞強(qiáng)化防垢后，傳熱面不會(huì)出現(xiàn)毫米級(jí)厚如冰堅(jiān)硬的結(jié)晶垢，而是各自獨(dú)立，不是聯(lián)接成片的結(jié)晶鹽垢—類似薄霜那樣的嫩垢，與傳熱面沾附強(qiáng)度較低，易為球粒連續(xù)滑移擦洗，也是最容易結(jié)垢(鈣、鎂離子)物料的克星。其過(guò)程本質(zhì)是初垢（或嫩垢）被貼面滑移流態(tài)化球粒的不間斷擦洗清除的過(guò)程。從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)蒸發(fā)、連續(xù)結(jié)晶、連續(xù)自動(dòng)消除了管內(nèi)的污垢熱阻，很大程度上提高了流體傳熱面的傳熱效率。
三、應(yīng)用范圍
這項(xiàng)高新技術(shù)——《流體傳熱面自動(dòng)除垢清洗技術(shù)》廣泛應(yīng)用于外循環(huán)式、中央循環(huán)式、升膜式、列管式蒸發(fā)器、冷凝器、冷卻器等和流體傳熱面的全自動(dòng)除垢。 |
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